凹凸棒石和蛭石的季鏻阳离子化及结构性能研究

论文摘要

本文以凹凸棒石（ATP）和蛭石（VMC）为载体,采用离子交换法将季鳞阳离子插入钠基凹凸棒石（Na/ATP）和钠基蛭石（Na/VMC）的层间制备了季鳞阳离子改性凹凸棒石（QPC/ATP）和季鳞阳离子改性蛭石（QPC/VMC）复合抗菌材料,并且研究了他们的制备工艺、结构性能和抗菌活性。首先,研究了改性凹凸棒石和改性蛭石的制备工艺：Na/ATP和Na/VMC离子交换反应的最佳条件为：温度为65℃,pH=7,时间为6h,季鳞阳离子与Na/ATP或Na/VMC中离子交换量（CEC）的摩尔比为1.0：1.0。其次,采用热重分析（TG）、X-射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、比表面积和透射电镜（TEM）等方法表征了它们的结构。结果表明：QPC/ATP和QPC/VMC中都存在季鳞阳离子基团；QPC/ATP和QPC/VMC中季鳞阳离子的起始热分解温度都大于240℃,具有良好的热稳定性；QPC/ATP和QPC/VMC的层间距随着季鳞阳离子含量的增加而变大；季鳞阳离子的插入会破坏Na/ATP和Na/VMC的结构。再次,测定了它们的Zeta电位和比表面积。发现随着季鳞阳离子含量的增加,QPC/ATP的Zeta电位越正、比表面积降低；而QPC/VMC随着季鳞阳离子含量的增加,其Zeta电位越正、比表面积降低。最后,研究了它们的抗菌活性。发现随着季鳞阳离子含量的增加,QPC/ATP和QPC/VMC对E.coli和S. aureus的抗菌活性增强；不同季鳞阳离子化凹凸棒石和季鳞阳离子化蛭石的抗菌活性不同,其中DDTBP/ATP1.0（或DDTBP/VMC1.0）的抗菌活性最好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 抗菌材料综述
• 1.2.1 无机抗菌剂
• 1.2.2 天然抗菌材剂
• 1.2.3 有机抗菌剂
• 1.2.4 抗菌剂性能的评价
• 1.2.5 抗菌剂国内外研究概况
• 1.2.6 抗菌剂载体
• 1.3 凹凸棒石的理化性质以及开发应用现状
• 1.3.1 凹凸棒石矿物简介
• 1.3.2 凹凸棒石晶体结构特征和化学组成
• 1.3.3 凹凸棒石的基本理化性质
• 1.3.4 凹凸棒石的应用现状
• 1.3.5 凹凸棒石的提纯及改性方法
• 1.4 蛭石的理化性质以及开发应用现状
• 1.4.1 我国的蛭石资源状况
• 1.4.2 蛭石的矿物学特征
• 1.4.3 蛭石的改性
• 1.4.4 蛭石的应用现状
• 1.5 选题意义、研究内容和创新点
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 创新点
• 第二章 改性凹凸棒石和改性蛭石的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 所用仪器
• 2.1.2 实验原料
• 2.1.3 Na/ATP和Na/VMC的制备及阳离子交换容量（CEC）的测定
• 2.1.4 QPC/ATP和QPC/VMC的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 季鏻盐阳离子交换率的影响因素
• 2.2.2 所制备的样品
• 2.3 本章小结
• 第三章 改性凹凸棒石和改性蛭石的结构分析
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 QPC/ATP和QPC/VMC结构和性能的表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 热重分析
• 3.2.2 X射线衍射分析
• 3.2.3 红外光谱（FT-IR）分析
• 3.2.4 Zeta电位分析
• 3.2.5 比表面积
• 3.2.6 TEM观察
• 3.3 小结
• 第四章 抗菌活性研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料、试剂和仪器
• 4.1.2 抗菌活性测定
• 4.1.2 实验过程
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 QPC/ATP的抗菌活性
• 4.2.2 QPC/VMC的抗菌活性
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 5.2.1 存在问题
• 5.2.2 凹凸棒石和蛭石抗菌复合材料发展趋势
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢